绕线式三相电动机电子控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种绕线式三相电动机的控制装置。


背景技术：

2.矿用卷扬机、提升机，以及港口用门机吊等机电设备的动力部分由于工况需要而采用绕线式电机。传统的绕线式电机的控制方案是：（1）对其定子绕组进行触点开关满电压正弦波输电，这种方式电磁效率低，启动运行电流大，电机机体温度过高，以致电机使用寿命短。（2）电动机转子外接多级多组大功率电阻，并配置若干个交流接触器和若干个时间继电器，组成多器件多触点的繁杂控制装置，依靠手动控制多组多级不同阻值大功率电阻值，不断频繁变化转子的阻值，进而控制绕线式电动机实现滑差变速；由于控制装备内部器件多，触点多，连线多，结构十分繁杂，而且运行时各器件电触点频繁转换开断，最终造成故障点多，故障率高，电工检修费工费时费力，设备运行成本很高，严重影响生产效率。


技术实现要素：

3.本实用新型提出了一种绕线式三相电动机电子控制装置，其目的是：（1）解决定子部分采用正弦波输电所造成的电磁转换效率低、电动机温度高、使用寿命短的问题；（2）解决转子部分采用多触点频繁转换方式造成的高故障率高、高成本的问题。
4.本实用新型技术方案如下：
5.一种绕线式三相电动机电子控制装置，所述绕线式三相电动机包括定子部分和转子部分，定子部分带有三个定子连接端，转子部分带有三个转子连接端，所述控制装置包括与三个定子连接端一一对应连接的矩形波发生电路，还包括与三个转子连接端相连接的三相整流桥电路以及与三相整流桥电路相连接的线性电阻电路；
6.所述矩形波发生电路包括与供电线路相连接的输入端和与所对应的定子连接端相连接的输出端，还包括充电电路、触发控制电路和第一双向晶闸管，所述充电电路与矩形波发生电路的输入端相连接，所述充电电路还通过触发控制电路与所述第一双向晶闸管的控制端相连接，所述第一双向晶闸管连接在矩形波发生电路的输入端和输出端之间；所述触发控制电路用于根据充电电路的输出电压值控制第一双向晶闸管导通；
7.所述三相整流桥电路用于将转子部分产生的三相电转换为直流电；所述线性电阻电路包括可调电阻和电流放大电路，所述电流放大电路的第一连接端和第二连接端分别与三相整流桥电路的正输出端和负输出端相连接，所述可调电阻用于控制电流放大电路的基准电流。
8.作为本控制装置的进一步改进：所述充电电路包括第一电阻和电容，所述第一电阻一端与所述矩形波发生电路的输入端相连接，另一端通过电容与第一双向晶闸管的控制端相连接；第一电阻的另一端还与所述触发控制电路相连接。
9.作为本控制装置的进一步改进：所述触发控制电路包括双向触发晶闸管和第二双向晶闸管；所述第一电阻的另一端通过双向触发晶闸管与第二双向晶闸管的控制端相连
接，所述第二双向晶闸管的两个阳极分别与所述所述矩形波发生电路的输入端以及第一双向晶闸管的控制端相连接。
10.作为本控制装置的进一步改进：所述线性电阻电路还包括第二电阻；所述电流放大电路包括三极管；所述可调电阻一端与所述三极管的集电极相连接，另一端与所述三极管的基极相连接；所述第二电阻一端与三极管的基极相连接，另一端与三极管的发射极相连接。
11.作为本控制装置的进一步改进：所述电流放大电路基于igbt器件，或基于单管达林顿器件，或基于多管达林顿器件的并联组合。
12.作为本控制装置的进一步改进：所述可调电阻为手调式或光敏式的。
13.相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
14.（1）本装置在定子供电输入端串接高效能的矩形波发生电路，将输入电流由正弦波变换为类矩形波，从而提高了电动机的电磁转换效率，同时降低了电动机的电压与电流。
15.（2）使用无触点的三相整流桥电路与线性电阻电路代替传统的多级多组大功率电阻，减少了故障点与故障率，提高了装置的使用寿命。
附图说明
16.图1为本装置的电路原理图。
具体实施方式
17.下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：
18.本实施例提供了一种绕线式三相电动机电子控制装置，用于控制卷扬机、提升机等所使用的绕线式三相电动机。所述绕线式三相电动机包括定子部分和转子部分，定子部分带有三个定子连接端，转子部分带有三个转子连接端。
19.如图1，所述控制装置包括与三个定子连接端一一对应连接的矩形波发生电路1，还包括与三个转子连接端相连接的三相整流桥电路2以及与三相整流桥电路2相连接的线性电阻电路3。
20.定子部分：所述矩形波发生电路1包括与供电线路相连接的输入端和与所对应的定子连接端相连接的输出端，还包括充电电路、触发控制电路和第一双向晶闸管，所述充电电路与矩形波发生电路1的输入端相连接，所述充电电路还通过触发控制电路与所述第一双向晶闸管的控制端相连接，所述第一双向晶闸管连接在矩形波发生电路1的输入端和输出端之间；所述触发控制电路用于根据充电电路的输出电压值控制第一双向晶闸管导通。
21.具体的，以图1中a相输入为例，充电电路包括第一电阻r1和电容c1，所述第一电阻r1一端与所述矩形波发生电路1的输入端即a相供电线路相连接，另一端通过电容c1与第一双向晶闸管kp1的控制端相连接。所述触发控制电路包括双向触发晶闸管d1和第二双向晶闸管gk1。所述第一电阻r1的另一端通过双向触发晶闸管d1与第二双向晶闸管gk1的控制端相连接，所述第二双向晶闸管gk1的两个阳极分别与所述所述矩形波发生电路1的输入端以及第一双向晶闸管kp1的控制端相连接。第一双向晶闸管kp1的两端分别连接a相供电线路和定子部分的连接端j1。
22.b相、c相与定子部分的j2、j3连接端之间所采用的矩形波发生电路1与a相与j1之
间的矩形波发生电路1结构完全相同。b相对应的矩形波发生电路1中，r2为第一电阻，c2为第一电容，d2为双向触发晶闸管，gk2为第二双向晶闸管，kp2为第一双向晶闸管。c相对应的矩形波发生电路1中，r3为第一电阻，c3为第一电容，d3为双向触发晶闸管，gk3为第二双向晶闸管，kp3为第一双向晶闸管。
23.本实施例中，r1、r2、r3为4.7k电阻器，c1、c2、c3为2uf电容器，d1、d2、d3为12v双向触发晶闸管，gk1、gk2、gk3为4a双向晶闸管，kp1、kp2、kp3为1600v/200a双向晶闸管。
24.工作时，第一电阻和第一电容组成的充电电路充电。在交流电的正半周，当充电电压上升到一定值后，双向触发晶闸管导通，使第二双向晶闸管导通，再控制第一双向晶闸管导通。负半周同样是通过充电触发双向触发晶闸管，最后使第一双向晶闸管导通。最终矩形波发生电路1将三相正弦波电源变成类矩形波电流输出给电动机的定子，从而提高电机的电磁效率，降低电机的用电电压和电流。
25.转子部分：所述三相整流桥电路2用于将转子部分产生的三相电转换为直流电；所述线性电阻电路3包括可调电阻wr5和电流放大电路，所述电流放大电路的第一连接端和第二连接端分别与三相整流桥电路2的正输出端和负输出端相连接，所述可调电阻wr5用于控制电流放大电路的基准电流。通过改变可调电阻wr5的阻值，可以改变电流放大电路的基准电流，从而改变三相整流桥电路2的输出电流，最终影响转子部分的电流，起到改变转子阻值的作用。
26.具体的，所述三相整流桥电路2采用常规结构，由6个1000v200a二极管组成（d4、d5、d6、d7、d8、d9），输入端与转子部分的j4、j5、j6相连接，将转子部分产生的感应三相交流电转换为直流电。
27.所述线性电阻电路3还包括第二电阻r4，r4为1w10k电阻器。在实施例中所述电流放大电路包括三极管b1。所述可调电阻wr5一端与所述三极管b1的集电极相连接，另一端与所述三极管b1的基极相连接；所述第二电阻r4一端与三极管b1的基极相连接，另一端与三极管b1的发射极相连接。
28.当可调电阻wr5阻值变化后，三极管的基极电流发生变化，从而使得三相整流桥电路2的输出电流发生变化，起到调整转子部分的阻值的作用。
29.本实施例中，所述三极管可以由800a 600v igbt模块替代，或由单管达林顿器件替代，或由多管达林顿器件的并联组合替代。此类放大元器件的工作原理是相似的（都具有类似的基极、集电极和发射极），具体连接方式都是本领域的公知常识，在此不做赘述。
30.所述可调电阻为手调式的，如5w 100k电位器，需要切换阻值时，可以直接手动调整；也可以是光敏式的，通过手动调整旋钮来调整某个发光元件的亮度（比如，旋钮调整与发光元件串联在一起的电阻的阻值，改变发光元件的电流），发光元件照射到光敏电阻wr5上，起到改变阻值的效果。